Teori elektronika terapan

LAPORAN TEORI ELEKTRONIKA TERAPAN

NAMA : IKA RIZKY MAULIDYA

NPM : P2.31.38.1.13.021

DOSEN : AGUS KOMARUDIN, ST. MT

Prodi Sarjana Terapan Jurusan Teknik Elektromedik

Politeknik Kesehatan Kemenkes Jakarta II

Semester Ganjil

KATA PENGANTARBismillahirahmanirahim. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah S.W.T karena berkat rahmat dan hidah-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.

Tugas ini ditunjukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Elektronika Terapan. Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing penulis, Bpk. Agus Komarudin,ST.MT yang telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk membuat laporan ini.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Ini dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis, keterbatasan sumber atau referensi dan keterbatasan waktu yang membuat penulis tergesa-gesa menyelesaikan laporan ini.

Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan juga saran dari pembaca untuk kesempurnaan penulisan laporan penulis di waktu yang akan datang.Terima Kasih.

Jakarta, __________ 2015

Penulis

1. LOW PASS FILTER ORDO SATU

Low Pass Filter digunakan untuk menghapus atau menipiskan frekuensi yang lebih tinggi di sirkuit seperti amplifier audio; mereka memberikan respon frekuensi yang diperlukan untuk rangkaian penguat. Frekuensi di mana filter low pass mulai mengurangi amplitudo sinyal dapat dibuat disesuaikan. Teknik ini dapat digunakan dalam penguat audio sebagai "TONE" atau "TREBLE CUT" kontrol. tinggi). Pada aplikasi ini kombinasi pass filter tinggi dan rendah disebut "crossover filter". Kedua filter CR dan LC lulus rendah yang menghilangkan hampir SEMUA frekuensi di atas hanya beberapa Hz digunakan dalam rangkaian power supply, di mana hanya DC (nol Hz) diperlukan pada output. rangkaian filter aktif low pass- yang umum digunakan oleh jaringan RC, dan op amp nya penguat sebagai gain satu. Tahanan R f sama dengan R dan dimasukan untuk ofset dc Perbedaan tegangan antara pasak 2 dan pasak 3 pada dasarnya 0V. Karena itu, tegangan yg melintasi kapasitor C sama dengan tegangan keluaran V 0 sebab rangkaian ini merupakan sebuah pengikut tegangan. E1 terbagi di antara R dan C tegangan kapasitornya sama dengan V0 dan adalah

V0= 1/ jwc

R+1

jwc x E1

dimana W adalah frekuensi dari Ei dalam radian per detik (w=2phif) dan j sama dengan √−1. untuk memperoleh gain tegangan untaian tertutup Acl kita mempunyai

Acl = VoE 1

= 1

1+ jwRC

frekuensi cutoff Wc didefinisikan sebagai frekuensi E1 dimana Acl dikurangi menjadi 0.707 kali harga frekuensi rendahnya persoalan yang penting ini frekuensi cutoff dapat diperoleh dari

Wc = 1

R c = 2phifc

dimana wc adalah frekuensi cutoff dalam radian perdetik , fc adalah frekuensi cutoff dalam herzt. R dalam ohm dan C dalam farad

C= 1

WcR =

12 phifcR

gambar 1.1 rangkaian low pass filter ordo 1

gambar 1.2 pulsa yg dihasilkan oleh rangkaian

Dalam percobaan praktek pada papan projectboard serta menggunakan osciloscop dan fungtion generator kita bisa mendapatkan hasil sinyal yg berbeda beda dalam frekuensi yang berbeda pula serta bisa kita dapat kan fc (frekuensi cut off), jumlah peroide, serta sudut kelengkungan pada hasil sinyal yg didapat, berikut adalah hasil praktek pada rangkaian Low Pass Filter dengan mengubah besar frekuensi pada rangkaian, pada praktek ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan sebagai penunjang kelancaran praktek elektronika terapan diantaranya adalah:

Alat dan bahan papan project board resistor 100k ohm resisitor 220k ohm capacitor 1 mikro farad IC LM741 osciloscop fungtion generator kabel jumper power supplay

Tabel Perbandingan yang menunjukan perbedaan hasil pulsa yang dihasilkan pada frekuensi yang berbeda

2. LOW PASS FILTER ORDO DUA Rangkaian low pass orde 2

Rumus rumus :

Frequensi cut off :

fc= 12 πRC

Penguatan :

A=VoEi

Sudut phasa

L= t 2−t 1T

.360 °

Frekuensi Cutoff

fc=0,707

2 .3,14 .10 k Ω. 1 µF¿

¿

fc ¿0,707

2. 3,14 .10 000 Ω. 0,00001 F¿

¿

fc=0,707

0,0628

fc=11,25 Hz

1. Dititik pengukuran tp 1 dan 3

a. Frequensi cut off kali 1

Penguatan :

A=VoEi

¿ 7,29,8

=0,73

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L=22,591,4

.360 °=88,6 °

Gambar ewb Frequensi cut off kali 1

b. Frequensi cut off kali 2

Penguatan :

A=VoEi

¿ 2,29,9

=0,22

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 1644,8

.360 °=128 °


c. Frequensi cut off kali 3

Penguatan :

A=VoEi

¿ 19,9

=0,1

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L=12,529,6

.360 °=152,0°


d. Frequensi cut off kali 4

Penguatan :

A=VoEi

¿ 0,69,8

=0,06

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 8,822,2

.360 °=142 °


e. Frequensi cut off kali 1/2

Penguatan :

A=VoEi

¿ 9,59,8

=0,96

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L=19,888

.360 °=81°

Gambar ewb Frequensi cut off kali ½

f. Frequensi cut off kali 1/3

Penguatan :

A=VoEi

¿ 9,89,9

=0,98

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L=19,3268

.360 °=25,9 °

Gambar ewb Frequensi cut off kali 1/3

g. Frequensi cut off kali 1/4

Penguatan :

A=VoEi

¿ 9,99,9

=1

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 21357

.360 °=21,2°

Gambar ewb Frequensi cut off kali ¼

h. Frequensi cut off kali 1/2

Penguatan :

A=VoEi

¿ 9,99,9

=1

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L=25,9435

.360 °=21,4 °


Tabel low pass orde 2 tp1 dan tp3

low pass orde 2 di tp 1 dan 3

no R C PHI0,70

7 fcVO EI A

t2-t1 t

360 sdt phasa

11000

00,00000

13,1

40,70

7 11,2587,2

9,8

0,73469

22,5

92,4

360 87,6623

21000

00,00000

13,1

40,70

722,515

92,2

9,9

0,22222 16

44,8

360 128,571

31000

00,00000

13,1

40,70

733,773

9 19,9

0,10101

12,5

29,6

360 152,027

41000

00,00000

13,1

40,70

745,031

80,6

9,8

0,06122 8,8

22,2

360 142,703

51000

00,00000

13,1

40,70

756,289

80,4

9,8

0,03878 7,9

17,7

360 160,678

0,51000

00,00000

13,1

40,70

75,6289

89,5

9,8

0,96939

19,8 88

360 81

0,333

10000

0,000001

3,14

0,707

3,75265

9,8

9,9 0,9899

19,3 268

360 25,9254

0,251000

00,00000

13,1

40,70

72,8144

99,9

9,9 1 21 357

360 21,1765

0,2 1000 0,00000 3,1 0,70 2,2515 9, 9, 1 25, 435 36 21,4345

0 1 4 7 9 9 9 9 0

2. Dititik pengukuran di tp2 dan tp3a. Frequnsi cut off kali 1

Penguatan :

A=VoEi

¿ 7,18,2

=0,86

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 7,690,4

.360 °=30,2 °


b. Frquensi cut off kali 2

Penguatan :

A=VoEi

¿ 2,13,8

=0,55

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 5943,9

.360 °=48 °


C. fruquensi cut off kali 3

Penguatan :

A=VoEi

¿ 12,5

=0,4

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 64609

.360 °=72°


d. Frekuensi cut off kali ½

Penguatan :

A=VoEi

¿ 9,29,8

=0,9

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 99178

.360 °=18 °

Gambar ewb Frequensi cut off kali ½

e. Frequensi cut off kali 3

Penguatan :

A=VoEi

¿ 9,710

=0,97

Sudut phasa :

L= t 2−t 1T

.360 °

L= 8,8269

.360 °=11,7 °


Tabel frequensi cut off tp2 dan tp3

low pass orde 2 di tp 2 dan 3

no R C PHI0,70

7 FcVO EI A

t2-t1 t

360

sdt phasa

11000

00,00000

13,14

0,707 11,258

7,1 8,2

0,86585 7,6

90,4

360

30,26549

21000

00,00000

13,14

0,707

22,5159

2,1 3,8

0,55263 5,9

43,9

360

48,38269

31000

00,00000

13,14

0,707

33,7739 1 2,5 0,4 6 30

360 72

0,51000

00,00000

13,14

0,707

5,62898

9,2 9,8

0,93878 9,9 178

360

20,02247

0,33333

10000

0,000001

3,14

0,707

3,75265

9,7 10 0,97 8,8 269

360

11,77695

3. HIGH PASS FILTER ORDO SATU

Filter High Pass (HPF) adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta meredamatau menahan frekuensi rendah. Bentuk respon HPF seperti memperlemah tegangan keluaranuntuk semua frekuensi di bawah frekuensi cutoff fc. Di atas fc, besarnya tegangan keluarantetap.Filter High Pass adalah lawan yang tepat untuk low pass filter. Filter ini memiliki teganganoutput dari DC (0Hz), sampai ke titik cutoff tertentu (ƒc) frekuensi. Titik cut -off

frekuensirendah adalah 70,7% atau-3dB (dB =-20Log Vout / Vin) dari gain tegangan diizinkan untuk lulus. Rentang frekuensi "di bawah" ini pointƒc cut -off umumnya dikenal sebagai BandBerhenti sementara rentang frekuensi "di atas" titik cut-off umumnya dikenal sebagai BandPass. Frekuensi cut-off atau- 3dB titik, dapat ditemukan dengan menggunakan rumus, ƒc= 1 / (2πRC). Sudut fase dari sinyal output pada ƒc adalah +45 o.frekuensi cutoff Wc didefinisikan sebagai frekuensi E1 dimana Acl dikurangi menjadi 0.707 kali harga frekuensi rendahnya persoalan yang penting ini frekuensi cutoff dapat diperoleh dari

Wc = 1

Rc = 2phifc

dimana wc adalah frekuensi cutoff dalam radian perdetik , fc adalah frekuensi cutoff dalam herzt. R dalam ohm dan C dalam farad

C= 1

WcR =

12 phifcR

gambar 2.1 rangkaian high pass filter

gambar 2.2 pulsa yang dihasilkan oleh rangkaian

Dalam percobaan praktek pada papan projectboard serta menggunakan osciloscop dan fungtion generator kita bisa mendapatkan hasil sinyal yg berbeda beda dalam frekuensi yang berbeda pula serta bisa kita dapat kan fc (frekuensi cut off), jumlah peroide, serta sudut kelengkungan pada hasil sinyal yg didapat, berikut adalah hasil praktek pada rangkaian Low Pass Filter dengan mengubah besar frekuensi pada rangkaian, pada praktek ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan sebagai penunjang kelancaran praktek elektronika terapan diantaranya adalah:

Alat dan bahan papan project board resistor 100k ohm resisitor 220k ohm capacitor 1 mikro farad IC LM741 osciloscop fungtion generator kabel jumper power supplay

Tabel Perbandingan yang menunjukan perbedaan hasil pulsa yang dihasilkan pada frekuensi yang berbeda

4. HIGH PASS FILTER ORDO DUA- SYARAT YANG HARUS DIPENUHI DALAM MERANCANG

RANGKAIAN HIGH PASS ORDO 2:

1. Pilihsebuahfrekuensi cutoff c, atau fc

2. Buatlah C1=C2=C danpilihharga yang sesuai

3. Hitung R1dari

R1=1414W c C

4. R2=12

R1

5. Untukmeminuimumkan offset dc, buatlahRf=R2

- TABEL HASIL EWB HIGH PASS ORDO 2

- RANGKAIAN HIGH PASS ORDO 2 EWB

- EWB

1. 13fc=10fc

2. 10.4fc=8fc

3. 5.3fc=4fc

4. 3.9fc=3fc

5. 2.6fc=2fc

6. 1.3fc=fc

7. 0.65fc=1/2fc

8. 0.43fc=1/3fc

9. 0.32fc=1/4fc

10. 0.16fc=1/8fc

11. 0.13fc=1/10fc

5. BAND PASS PITA SEMPIT

Band pass filter adalah Sebuah rangkaian yang dirancang hanya untuk melewatkan isyarat dalam suatu pita frekuensi tertentu seraya memperlemah semua isyarat diluar pita frekuensi . filter ini akan meloloskan sinyal pada range frekuensi diatas frekuensi batas bawah (fL) dan dibawah frekuesni batas atas (fH).

Jenis filter ini mempunyai tegangan keluaran maksimum Vmax, atau gain tegangan maksimum Ar,

pada suatu frekuensi yang disebut frekuensi resonansi ωr. ada satu frekuensi diatas ωr disebut

frekuensi cutoff atas (ωH), dan frekuensi dibawah ωr disebut frekuensi cutoff bawah (ωL)

dimana gain tegangannya adalah 0.707 Ar. frekuensi antara ωH dan ωL adalah lebar pita (B), dimana :

Dalam band pass filter (BPF) ini dikenal 2 jenis rangkaian band pass filter (BPF) yaitu band pass filter (BPF) pita lebar dan band pass filter (BPF) pita sempit. Untuk membedakan kedua rangkaian ini adalah dengan melihat dari Faktor kualitas (Q). Bila Q < 10, maka digolongkan sebagai band pass filter (BPF) pita lebar. Bila Q > 10, maka digolongkan sebagai band pass filter (BPF) pita sempit.

Dimana :

Q = Faktor kualitas

ωr = frekuensi resonansi (rad/s)

B = Lebar pita

Gambar Rangkaian Secara Umum

Faktor kualitas Q > 10 dan B < 0,1 ωr

Rancangan band pass filter pita sempit

1. Menentukan frekuensi resonansi (ωr) dan lebar pita (B)2. Hitung nilai Q dimana

3. Menentukan nilai C1 = C2 = C3 = C

(b) Filter Band Pass (a) Frekuensi Band Pass

4. Hitung nilai R1,R2, dan R3 dari persamaan berikut :

a. b.

c.

Gambar Rangkaian Band Pass pita sempit

Tabel Hasil Teori EWB Band Pass Filter Pita Sempit

fin (Hz) Vin Vout A t2-t1 (ms)

T (ms) L

1/10fr 23,7 0,049 0,0098 0,2 11 42,2 93,84(1/5fr 47,4 0,049 0,022 0,449 5,4 21 92,57

(1/4fr 59,25 0,049 0,027 0,551 4,27 16,89 91,01(1/2fr 118,5 0,049 0,069 1,408 2,16 8,45 92,02

fr 237 0,049 1,39 28,367 2,4 4,2 205,712fr 474 0,05 0,0656 1,312 0,54 2,1 92,574fr 948 0,049 0,0263 0,537 0,263 1,05 90,035fr 1185 0,049 0,02 0,408 0,204 0,830 88,54

10fr 2370 0,049 0,0098 0,2 0,099 0,417 85,55

6. BAND PASS PITA LEBARFaktor kualitas Q < 10 dan B > 0,1 ωr

Rancangan band pass filter pita sempit

5. Menentukan frekuensi resonansi (ωr) dan lebar pita (B)6. Hitung nilai Q dimana

7. Menentukan nilai C1 = C2 = C3 = C

8. Hitung nilai R1,R2, dan R3 dari persamaan berikut :

d. e.

Gambar Rangkaian Band Pass Pita Lebar

Tabel Hasil Teori EWB Band Pass Filter Pita Lebar

Fin Vin (mV) Vout (mV) A t2-t1 T (ms) L

1/10fr 23,42 50 10,1 0,202 11,43 42,7 96,371/5fr 46,83 50 20,9 0,418 5,48 21,4 92,191/4fr 58,54 50 26,7 0,534 4,6 17 97,411/2fr 117,09 50 65,7 1,314 2,32 8,54 97,80

fr 234,17 50 513 10,26 2 4,26 169,012fr 468,34 50 66,8 1,336 0,583 2,1 99,944fr 936,68 50 26,8 0,536 0,272 1 97,925fr 1170,85 50 20,5 0,41 0,208 0,833 89,89

10fr 2341,70 50 10,3 0,206 0,098 0,434 81,29

Tabel Hasil Praktek Band Pass Filter Pita Lebar

fin Vin (mV) Vout (mV) A t2-t1 T (ms) L

1/10fr 23,42 50 9,8 0,196 10,7 41,3 93,271/5fr 46,83 50 19,7 0,394 5,2 20,6 90,871/4fr 58,54 50 24,9 0,498 4,8 17,6 98,181/2fr 117,09 50 63,2 1,264 1,9 7,3 93,70

fr 234,17 50 509 10,18 2,3 4,4 188,182fr 468,34 50 64,6 1,292 0,625 2,3 97,834fr 936,68 50 24,6 0,492 0,25 0,94 95,745fr 1170,85 50 21 0,42 0,19 0,78 87,69

10fr 2341,70 50 11,1 0,222 0,093 0,41 81,66

7. FILTER TAKIK

Filter takik merupakan filter yang kerjanya bertolak belakang dengan filter band pass. Jika band pass filter menguatkan frekuensi yang dikehendaki, filter takik ini justru memperlemah frekuensi yang tidak dikehendaki. Sebagai contoh, terkadang kita perlu untuk memperlemah isyarat-isyarat kebisingan 60Hz-400Hz yang diinduksikan dalam sebuah rangkaian oleh pembangkit.

Untuk merancang filter takik, berikut langkah-langkahnya:

1. Tentukan frekuensi yang ingin di perlemah isyaratnya (fr, dan B) berikut Q nya2. Pilih C1=C2=C3. Hitunglah R2 dengan rumus

R2=2

B .C4. Hitung R1 dengan rumus

R1=R2

4 Q2

5. Pilih untuk Ra suatu harga yang sesuai misalnya 1kΩ6. Hitung Rb dengan Rumus

Rb=2Q2 Ra

Rancangan Filter Takik

Rangkaian ini menggunakan data sebagai berikut

1. B=512 rad/s

2. Q=5

3. C1=C2= 0.01μf

4. R2=2

B .C

a. R2=2 ×106

512 ×0.01b. R2≅ 390 k Ω

5. R1=R2

4 Q2

a. R1=390 ×103

4× 52

b. R1=3.9 k Ω

6. Ra=1k Ω

7. Rb=2Q2 Ra

a. Rb=2× 52× 103

b. Rb=50 k Ω

Dibawah ini merupakan hasil perancangan dengan EWB

1. f i=1

10f r

f i=40.76 Hz

EWB

2. f i=15

f r

f i=81.53 Hz

EWB

3. f i=14

f r

f i=101.91 Hz

EWB

4. f i=12

f r

f i=203.82 Hz

EWB

5. f i=f r−12

B

f i=370 Hz

EWB

6. f i=f r

f i=407.6 Hz

EWB

7. f i=f r+12

B

f i=440 Hz

EWB

8. f i=2 f r

f i=815. 2Hz

EWB

9. f i=4 f r

f i=1630.6 Hz

EWB

10. f i=5 f r

f i=2038.3 Hz

EWB

11. f i=10 f r

f i=4076.4 Hz

EWB

1/10fr 1/5fr 1/4fr 1/2fr fr-1/2B fr fr+1/2B 2fr 4fr 5fr 10fr0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Penguatan (EWB)

1/10fr

1/5fr

1/4fr

1/2fr

fr-1/2

B fr

fr+1/2

B 2fr 4fr 5fr10fr

-150

-100

-50

0

50

100

Sudut Fase (EWB)

Sudut Fase (EWB)

8. PENGUAT DIFERENSIAL

Op-amp dinamakan juga dengan penguat diferensial (differential amplifier ).

Sesuai denganistilah ini, op-amp adalah komponen IC yang memiliki 2 input tegangan dan 1 output

tegangan,dimana tegangan output-nya adalah proporsional terhadap perbedaan tegangan antara

keduainputnya itu.

Penguat diferensial seperti yang ditunjukkan pada gambar-1 merupakan rangkaian

dasar darisebuah op-amp

.

Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik V out adalah V out= A(v1-v2)

dengan Aadalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1 dikatakan sebagai

input

non-iverting , sebab tegangan v out satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v 2

dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengantengangan v out

Gambar Rangkaian Penguat Differensial

Hasil Pembuktian Dengan EWB

Tabel Pembuktian dengan EWB

No Input Nilai Output (v)

1 E1 > E2E1 = 2

1,83E2 = 1

2 E1 = E2E1 = 2

-0,05E2 = 2

3 E1 < E2E1 = 1

-1,83E2 = 2

TEGANGAN MODE BERSAMA

Teori Singkat

Keluaran penguat diferensial harus menjadi 0 bila Ei = E2. Cara termudah

untuk menerapkan tegangan – tegangan yang sama adalah menyambung kedua

masukannya bersama sama dan menghubungkannya ke sumber tegangan. Untuk suatu

hubungan seperti itu, tegangan masukannya disebut tegangan masukan mode

bersama, ECM . Sekarang Vo akan menjadi 0 jika perbandingan tahanannya sama (mR

terhadapR untuk gain penguat pembaliknya sama dengan mR terhadap R dari

jaringan pembagi tegangannya).

Dalam prakteknya, perbandingan perbandingan tahanan tersebut disamakan

dengan memasang sebuah potensiometer seridengan satu tahanan. Potensiometer itu

disesuaikan sampai Vo berkurang menjadi suatu harga yg dapat di abaikan. Hal ini

menyebabkan gain tegangan mode bersama, Vo/ECM , menekati 0. Sifat penguat

diferensial inilah yg menyebabkan suatu isyarat kecil diambil dari isyarat yang lebih

besar.

Adalah mungkin untuk menyusun rangkaiannya sedemikian rupa sehingga isyarat

lebih besar yang tak dikehendaki merupakan tegangan masukan mode bersama dan

isyarat yang kecil kecil merupakan tegangan masukan mode diferensial.

Kemudian tegangan keluaran penguat diferensial itu akan hanya berisi suatuversi

tegangan masukan diferensial yang di perkuat.

Gambar Rangkaian

HasilpembuktiandenganElectronics Workbench

Tabel Ada atauTidaknya Vo padaRangkaianTegangan Mode Bersamapada EWB

No nR (kΩ) mR (kΩ) Ada atauTidaknya Vo pada EWB

1 51 150 Ada

2 51 100 Ada

3 51 51 tidakada

4 100 51 Ada

5 150 51 Ada

Penguat Diferensial Gain SetelKekurangan yang kedua dari penguat differensial adalah gain yang tidak bisa di setel.

Masalah ini di tiadakan dengan menambahkan tiga tahanan lagi ke penguat tersangga itu. Resistansi masukan yang tinggi dipertahankan oleh pengikut-pengikut tegangannya.

Karena tegangan masukan dari setiap op amp besarnya 0V, masing-masing tegangan di titik 1 dan titik 2 (terhadap ground) sama dengan E1 dan E2. Karena itu, tegangan yan melintasi tahanan aR adalah E1 – E2. Tahanan aR merupakan sebuah potensiometer yang digunakan untuk menyetel gain nya. Arus yang melintasi aR adalah

I= E 1−E 2aR

Bila E1 lebih besar dari E2 maka arah I mengalir melalui kedua tahanan yang bertanda R, dan tegangan yang melintasi tiga tahanan seluruhnya menentukan harga Vo. Dengan persamaan :

Vo=( E 1−E 2 )(1+ 2a )

Gambar Rangkaian Gain Setel

Percobaan dengan EWB :

Komponen :

R = 2,2 kΩ aR (1) = 8,8 kΩ ↠ penguatan 1,5 kali

a = aR/R

= 8,8/2,2

= 4

A = 1 + 2/a

= 1 + 2/4

= 1+ 0,5

=1,5

aR (2) = 4,4 kΩ ↠ penguatan 2 kali

a = aR/R

= 4,4/2,2

= 2

A = 1 + 2/a

= 1 + 2/2

= 1+ 1

=2

1. E1 = +1 V (dc) dan E2 = + 3 V (ac) a. Penguatan 1.5 kali

b. Pengutan 2 kali

c. Penguatan 3 kali

2. E1 = (-)1 V (dc) dan E2 = + 3 V (ac) a. Penguatan 1.5 kali

b. Penguatan 2 kali

c. Penguatan 3 kali

3. E1 = 0 V/ GND (dc) dan E2 = + 3 V (ac) a. Penguatan 1.5 kali

b. Penguatan 2 kali

c. Penguatan 3 kali

4. E1 = + 3 V (ac) dan E2 = + 1 V (dc)a. Penguatan 1.5 kali

b. Penguatan 2 kali

c. Penguatan 3 kali

5. E1 = + 3 V (ac) dan E2 = (-) 1 V (dc)a. Penguatan 1.5 kali

b. Penguatan 2 kali

c. Penguatan 3 kali

6. E1 = + 3 V (ac) dan E2 = 0 V/ GND (dc)a. Penguatan 1.5 kali

b. Penguatan 2 kali

c. Penguatan 3 kali

Tabel Hasil Pengukuran dengan EWB

R (kΩ) aR (kΩ) a E1 (V) E2(V) Vin (V) Vo (V) A

2,2 8,8 4 3 3 2,95 4,51,52542

4

2,2 4,4 2 3 3 2,95 5,972,02372

9

2,2 2,2 1 3 3 2,95 8,953,03389

8

2,2 8,8 4 -3 3 2,95 4,561,54576

32,2 4,4 2 -3 3 2,95 5,99 2,03050

8

2,2 2,2 1 -3 3 2,95 8,893,01355

9

2,2 8,8 4 0 3 2,95 4,481,51864

42,2 4,4 2 0 3 2,95 5,9 2

2,2 2,2 1 0 3 2,95 8,93,01694

9

2,2 8,8 4 3 3 2,95 4,41,49152

5

2,2 4,4 2 3 3 2,95 5,952,01694

9

2,2 2,2 1 3 3 2,95 8,883,01016

9

2,2 8,8 4 3 -3 2,95 4,481,51864

4

2,2 4,4 2 3 -3 2,95 5,992,03050

8

2,2 2,2 1 3 -3 2,95 8,953,03389

8

2,2 8,8 4 3 0 2,95 4,451,50847

5

2,2 4,4 2 3 0 2,95 5,851,98305

12,2 2,2 1 3 0 2,95 8,85 3

9. RANGKAIAN INSTRUMENTASI Penguat instrumentasi adalah suatu penguat loop tertutup (closed loop)

dengan masukan difrensial, dan penguatannya dapat diatur tanpa mempengaruhi nisbah penolakan modul bersama (common mode rejection ratio – CMRR). Fungsi utama penguat instrumentasi adalah untuk memperkuat tegangan yang tepat berasal dari sensor atau transduser secara akurat.

Di bawah ini adalah contoh dari rangkaian Instrumentasi. Namun dalam prakteknya, terdapat langkah-langkah untuk membuat rangkaian instrumentasi ini.

Sebelum membahas langkah-langkah merangkai rangkaian instrumentasi ini,ada baiknya kita mengetahui dulu hitungan yang ada dirangkaiannya ini.

VoE 1−E 2

=1+ 2a

Dimana a = aR/R.Pada rangkaian di atas aR yang digunakan adalah 8.8kΩ dan Rnya adalah 2.2kΩ,

maka a=aRR

a=8.8 kΩ2.2 kΩ

=4 sehingga bisa diketahui bahwa penguatannya 4x

Sementara untuk mengetahui Vo

Vo=( E 1−E 2 )(1+ 2a)

Pada rangkaian di atas E1 = 1v dan E2 = -1V

Jadi dapat kita ketahui Vo dari rangkaian di atas adalah Vo=(1−(−1 ) ) (1+ 24)

Vo = 3 V

Langkah-Langkah Membuat Rangkaian Instrumentasi:a) Buatlah rangkaian Diferensial yang gain (penguatannya) dapat disetel.

b) Buatlah rangkaian mode bersama *Ingat dalam rangkaian mode bersama, Voutnya harus nol.

c) Sambuangkan 2 rangkaian di atas sehingga seperti pada gambar rangkaian pertama dalam materi Instrumentasi ini.Berikut merupakan tabel hasil hitung instrumentasi :

Hasil EWBa) Rangkaian Diferensial dengan Gain yang Dapat Diatur.

E1 = AC E2 = DC

( penguatan 4x Positif )

( Penguatan 4x Grounding) ( Penguatan 4x Negatif)

( Penguatan 2x Positif)

( Penguatan 2x Grounding ) (Penguatan 2x Negatif )

( Penguat 1x Positif )

(Penguat 1x grounding ) ( Penguat 1x negative )

E1 = DC E2 = AC

( Penguatan 4x Positif )

( Penguat 4x Grounding ) ( Penguat 4 X Negatif)

b) Rangkaian Instrumentasi.E1 = AC E2 = DC

( Penguatan 4x DC Negatif)

( Penguatan 4x DC Grounding )

( Penguatan 4x DC Positif )

( Penguatan 2x DC Negatif )

( Penguat 2x DC Grounding )

( Penguat 2x DC Positif )



( Penguatan 1x DC Positif)

E1 = DC E2 = AC

Pada saat E1 = DC E2 = AC hasilnya Vout tetap sama, namun yang berubah adalah penulis dapatkan antara Input dan Output berbeda fasa.Berikut adalah satu contohnya,



( Penguat 4x DC Positif )

Berikut adalah tabel hasil EWB dari rangkaian instrumentasi :

Documents

Teori elektronika terapan